De fleste metoder til bekæmpelse af klimaændringer handler om at reducere drivhusgasudledninger: opfinde renere kraftværker, konstruere grønere biler. Så er der forskerlejren, der fokuserer på at trække gasser fra atmosfæren, når de allerede er frigivet.
Såkaldt "kuldioxidfangst" har været kontroversielt, ofte afvist som upraktisk eller utilstrækkelig. Men da den globale indsats for at reducere emissionerne har vist sig at være vanskelig og undertiden skuffende, virker fremgangsmåden mere og mere lokkende.
En ny opfindelse fra forskere ved University of California, Berkeley, byder på en ny optagelse af kulstoffangst. Forskerne har oprettet et nanomateriale, der ødelægger kuldioxid ved at opdele det i ilt og kulilte.
Forskere har længe forsøgt at slippe af med kuldioxid ved at splitte dets molekyle. Disse opdelingsforsøg kan være energikrævende, hvilket besejrer miljøformålet. Så forskere har brugt forskellige katalysatorer til at fremskynde reaktionen, hvilket reducerer den mængde elektricitet, der er nødvendig for at opdele molekylerne. Mange forskere har fokuseret på porfyriner, ringformede organiske molekyler, for at få disse reaktioner til at ske. Selvom porphyriner kan have forskellige atomer i deres centre, er dem, der bruges til dette formål, koboltporfyriner, der er især katalytisk aktive. Når disse porphyriner sættes til en opløsning med to elektroder, en elektrolyt og noget opløst carbondioxid, tiltrækkes porphyrinerne til elektrolytten. Dette får elektronerne til at bevæge sig til kuldioxid og opdele dem i kulilte og ilt. Men denne tilgang har ikke været perfekt. Porphyrinerne klumper sig sammen og mister effektiviteten over tid, og de løsninger, der bruges til at få processen til at ske, er i sig selv miljømæssigt tvivlsomme.
Berkeley-forskerne ser ud til at have fundet en ny måde at tackle dette ved at skabe et porøst nanomateriale, der forbinder porphyriner sammen til et mesh-lignende stof. Dette kaldes en kovalent organisk ramme (COF). Kuldioxid perkolererer gennem COF og opdeles i kulilte og ilt med meget lidt tilsat energi. Det fungerer cirka 60 gange mere effektivt end opdeling af kuldioxid ved hjælp af fritflydende porphyriner. Forskningen blev rapporteret i tidsskriftet Science .
Et forstørret billede af COF (Science) Så hvad kan der gøres med ilt og kulilte dannet af processen?
”Kulmonoxid er vigtigt, fordi det er et af råmaterialerne i den kemiske industri, der fremstiller brændstoffer baseret på kulilte, ” siger Christian Diercks, en af de førende forskere i undersøgelsen. ”Ideen er dybest set at bruge kuldioxid, som er spild, og omdanne det til brændstof.”
I fremtiden kunne fabrikker bruge ark af disse nanomaterialer omkring kuldioxidproducerende områder, såsom rygestakke, og omdanne det direkte til kulilte til brændstof. Men dette er langt væk ad vejen.
"Hvis du virkelig ønsker at få noget som kuldioxidreduktion til at ske i stor skala, tror jeg, at du altid har brug for statslige incitamenter, " siger Diercks, "fordi det altid tager industrien lang tid at hente nye ideer som dette."
Indtil videre har laboratoriet kun lavet materialet i små mængder, 30 mg ad gangen. Det tager flere dage at producere, så processen bliver nødt til at blive mere effektiv for at blive implementeret på et industrielt niveau. Forskernes næste trin er at undersøge måder til mere effektivt at omdanne kulilte til brændstof.
